魯克沁油田鉆井提速技術(成果)課件

魯克沁油田鉆井提速技術研究二0一一年十二月西部鉆探吐哈鉆井公司匯報內(nèi)容一、成果背景及解決問題二、關鍵技術及創(chuàng)新點三、與國內(nèi)外技術對比

四、成果應用情況

五、經(jīng)濟與社會效益一、成果背景及解決問題魯克沁油田是吐哈油田目前新建產(chǎn)能重點油田，2011年該地區(qū)布署井位163口，為了加快魯克沁油田30萬噸產(chǎn)能建設，進一步提高鉆井速度，本項目通過巖石力學參數(shù)研究、開展K層快速進、鹽膏層段安全鉆進等多項技術研究，優(yōu)選PDC鉆頭類型及優(yōu)化鉆井參數(shù)、優(yōu)化鉆井液有效解決了PDC鉆頭穿越K層、鹽膏層段事故多發(fā)等難題，大大提高了該區(qū)塊鉆探速度，取得了顯著效益。地質(zhì)時代分層設計井深主要巖性描述第四系Q+N2p+N1t1147.00雜色細礫巖與棕黃色泥巖互層，棕黃色泥巖、含礫泥巖、白色石膏，棕紅色泥巖，棕紅-紫紅色泥巖、下部雜色礫狀砂巖下第三系Esh1528.00棕黃色、棕紅、暗紫及灰色泥巖，底部為灰色泥質(zhì)粉砂巖白堊系K1tg2124.00棕-棕紅色泥質(zhì)粉砂巖，雜色礫狀砂巖侏羅系J3q+J2q2250.00泥巖夾細砂巖，上部紫紅色泥巖、灰綠色粉砂巖、下部灰色粉砂巖J2s+J2x2603.00上部為灰色泥巖與細礫巖，下部灰色含礫不等粒砂巖，灰色砂泥巖互層，內(nèi)夾煤線三疊系T2k2850.00上段為灰色砂巖夾灰色泥巖，中段灰色、雜色砂礫巖、下段為雜色砂礫巖

魯克沁區(qū)塊由上至下鉆遇第四系西域組（Q）、侏羅系上統(tǒng)齊古組（J3q）、中統(tǒng)七克臺組（J2q）、三間房組（J2s）和西山窯組（J2x）及三疊系（T2K）地層。二、關鍵技術及創(chuàng)新點一、主要研究內(nèi)容主要地層特點：②中部井段2100～

2400米左右，地層含礫石。①中上部地層富含鹽膏、膏質(zhì)泥巖，分布井段在600～

1400米井段。

③西區(qū)下部含煤層。煤層煤線二、關鍵技術及創(chuàng)新點井號井段鉆頭機速備注玉1-421920-2400Φ241mmB19364.23未鉆穿，兩趟鉆Φ241mmH517G玉西1022213-2517Φ241mmGP526D4.15未鉆穿，兩趟鉆Φ241mmH517G玉西平22275-2497Φ241mmBR535A3.56未鉆穿，兩趟鉆Φ241mmH517G玉東2-501880-2100Φ241mmMG6198KT4.36未鉆穿，兩趟鉆Φ241mmH517G玉1-531920-2400Φ241mm94KX2255.21未鉆穿，三趟鉆Φ241mmH517G玉東3-111896-2163Φ241mmBR535A4.29未鉆穿，三趟鉆Φ241mmH517G玉東2-211880-2125Φ241mmDL9155.02未鉆穿，兩趟鉆Φ241mmH517G玉東2-261870-2105Φ241mmWJ519J84.47未鉆穿，兩趟鉆Φ241mmH517G玉東2-731985-2110Φ241mmBR5354.58未鉆穿，三趟鉆Φ241mmH517G二、關鍵技術及創(chuàng)新點通過對地層的巖芯進行聲學、動力學參數(shù)的測定，單軸、三軸抗壓試驗，由彈性模量、泊松比、內(nèi)摩擦角、粘聚力計算模型，取得巖石的力學參數(shù)。二、關鍵技術及創(chuàng)新點彈性模量及泊松比計算模型

內(nèi)摩擦角和粘聚力計算模型試驗數(shù)據(jù)計算模型二、關鍵技術及創(chuàng)新點層位彈性模量泊松比抗壓強度粘聚力內(nèi)摩擦角抗拉強度白堊系

（1400-2300）27085.330.3330.836.8646.874.9617944-284120.29-0.3529.87-31.496.81-6.9046.82-46.934.94-4.98侏羅系（2300-3100）22085.330.2826.836.2545.974.7317944-284120.26-0.2925.87-28.496.25-6.2545.96-45.974.65-4.87三疊系（3100-3450）287421.240.2932.156.2845.964.92261947-298520.27-0.3030.27-35.146.25-6.3345.96-45.974.75-4.97該區(qū)塊地層巖石偏硬，抗壓強度較大，白堊系及三疊系地層表現(xiàn)最為突出。二、關鍵技術及創(chuàng)新點地層井段地層巖性地層性質(zhì)研磨性級值可鉆性級值范圍白堊系1750-2300泥巖、粉砂質(zhì)含細礫巖中硬、硬5-74-7侏羅系2300-3100泥巖、粉砂質(zhì)泥巖軟、中硬3-43-6三疊系3100-3500泥巖、雜色礫巖中硬、硬5-75-8

白堊系地層巖石偏硬、均質(zhì)性差、抗壓強度高、研磨性較強；侏羅系地層均質(zhì)性好、研磨性一般、可鉆性相對較好，至三疊系地層研磨性、可鉆性極值逐漸增強。二、關鍵技術及創(chuàng)新點①優(yōu)選適的PDC鉆頭，利用PDC鉆頭鉆穿含礫夾層；

②優(yōu)化鉆井工藝，二開下入PDC鉆頭鉆穿夾層后起鉆，換適合下部地層PDC鉆頭鉆至完井，實現(xiàn)兩趟鉆鉆完進尺。二、關鍵技術及創(chuàng)新點

針對中部夾層研磨性強、巖石硬度高以及下部三疊系地層可鉆性差的特性，從提高PDC鉆頭耐磨性和攻擊力入手，主要試驗應用兩種型號的PDC鉆頭。二、關鍵技術及創(chuàng)新點采用五刀翼、多空間角度布齒設計，不同結構PDC復合片的布置使鉆頭具有較強的攻擊性和抗研磨性，以適應高研磨性地層需要；寬流道，深排屑槽設計有效避免了高速鉆進時的鉆頭泥包、重復切削。二、關鍵技術及創(chuàng)新點中部含礫地層研磨性強，采用9頭螺桿，適當降低鉆頭轉(zhuǎn)速，同時加大鉆壓，由原來的20-40KN提高至40-80KN，實現(xiàn)白堊系地層快速鉆進，同時有效保護了PDC鉆頭。三疊系地層可鉆性差，應用等壁厚螺桿，提高螺桿與PDC鉆頭匹配性，螺桿壽命提高至260小時，能夠滿足一趟鉆鉆完進尺的工藝要求。第四系第三系白堊系侏羅系三疊系二、關鍵技術及創(chuàng)新點①鹽膏層巖石特性第三系鹽膏層為鹽、膏、泥的復合泥巖地層，以膏質(zhì)泥巖為主（含量在40-95%），夾有不等厚的硬石膏、石膏夾層，通過室內(nèi)礦物組分、膨脹率、回收率試驗分析，屬于強膨脹、強分散地層。二、關鍵技術及創(chuàng)新點

②防鹽膏層污染鉆井液，防縮徑、阻卡技術：通過優(yōu)選抗鹽、抗鈣降濾失劑、抑制劑，優(yōu)化鉆井液性能，提高鉆液抗污染能力；優(yōu)化后的鹽膏層鉆井液配方如下：4％土粉＋0.1%NaOH+0.2%Na2CO3+0.3％抗鹽抑制劑＋0.7％抗鹽降濾失劑二、關鍵技術及創(chuàng)新點③短起下鉆修整井壁防縮徑膏泥巖層蠕變速率為0.05-0.14mm/h，根據(jù)蠕變速率確定鹽膏層短起下鉆時間及次數(shù)。二、關鍵技術及創(chuàng)新點

①降低鉆井液固相含量，2400m之前將固相控制在6%以下,全井控制在11%以下；

②降低鉆井液密度，2000m之前保持密度低于1.12g/cm3，全井密度低于1.22g/cm3；

③

降低濾液粘度，2000m之前主要用低濃度的大分子膠液維護，控制降失水劑的加量，保持較低的濾液粘度。二、關鍵技術及創(chuàng)新點1.個性化PDC鉆頭選型技術2.復合鉆工藝優(yōu)化技術3.鹽膏層安全鉆井技術4.高鉆速鉆井液優(yōu)化技術二、關鍵技術及創(chuàng)新點二、關鍵技術三、創(chuàng)新點①首次通過巖石力學分析，確定了該區(qū)塊不同層位巖石的硬度級別及可鉆性極值，為鉆頭選型提供依據(jù)；②實現(xiàn)了二開后PDC鉆頭鉆完進尺，有效擴展了PDC應用井段；③通過測定膏泥巖層蠕變速率，科學縮短起下鉆周期及次數(shù)；

④通過應用等壁厚螺桿等新型馬達鉆具，有效提高了PDC鉆頭與螺桿的匹配性。二、關鍵技術及創(chuàng)新點二、關鍵技術及創(chuàng)新點項目運行過程中《半片式扶正器防斜鉆具組合》獲國家實用新型專利，

證書號：ZL201020645820.3《定向井一趟鉆鉆具》獲國家實用新型專利，證書號：ZL201020645819.0三、與國內(nèi)外技術對比（1）通過對該區(qū)塊各地層巖石組分、硬度及可鉆性的研究，進行的個性化PDC設計，實現(xiàn)了魯克沁區(qū)塊二開后全井段PDC鉆進，同比有效拓展了PDC鉆頭應用井段。

（2）通過測定鹽膏層段的蠕變速率，科學的制定短起下時間及井段，口井短起下次數(shù)同比由原來的6次下降為3次，有效減少了短起下時間，節(jié)約了鉆井周期。

1、針地層特征，優(yōu)選出了2種型號PDC鉆頭選型，2011年在魯克沁區(qū)塊累計應用26只，平均機速17.10m/h，較其他型號PDC鉆頭機速提高40.47%。鉆頭型號鉆頭數(shù)量進尺（m）機速（m/h）I型142420316.38II型121559318.34合計263979617.10其他PDC鉆頭12.15對比

4.95幅度

40.47%四、成果應用情況鉆頭型號井段m鉆壓KN轉(zhuǎn)速r/min排量l/s泵壓Mpa鉆具結構SKG515SJT517GK0-35040-80120-14060-7012-16鉆頭型號井段m鉆壓KN轉(zhuǎn)速r/min排量l/s泵壓Mpa鉆具結構AHT2565DS752AB350-240040-80復合45-6015-22直螺桿單2鉆頭型號井段m鉆壓KN轉(zhuǎn)速r/min排量l/s泵壓Mpa鉆具結構AHT25652400-340040-80復合-螺桿38-5215-20等壁厚螺桿單2

2、通過強化鉆井參數(shù)，鉆壓由原來的30-40KN增至60-80KN；排量由原30-45l/s增至40-60l/s；泵壓由14-18Mpa增至15-22Mpa，同比平均機速提高5.67%。四、成果應用情況①優(yōu)選PDC鉆頭，配合應用等壁厚螺桿，提高鉆頭行程鉆速，減少起下鉆次數(shù)，平均口井節(jié)約1.2天；

②通過鉆井液性能優(yōu)化、減少短起下鉆及通井次數(shù)，口井短起下由原來的6次下降為3次，平均口井節(jié)約0.41天。3、復合鉆井工藝優(yōu)化效果：四、成果應用情況

①加強鉆具管理，確保全年未發(fā)生鉆具事故；②根據(jù)鹽膏層蠕變速率確定短起下井段，降低事故發(fā)生機率；③提高鉆井液抗污染性和抑制性能，降低液相粘度，保持鉆井液“三低”（低密度、低固相、低粘度）。4、鹽膏層安全鉆進實施效果：實現(xiàn)了2011年魯克沁區(qū)塊年事故復雜損失為零，保障了井下安全。四、成果應用情況

①降低鉆井液固相含量，2400m之前將固相控制在6%以下,全井控制在11%以下；②降低鉆井液密度，2000m之前保持密度低于1.12g/cm3，全井密度低于1.22g/cm3；③降低濾液粘度，2000m之前主要用低濃度的大分子膠液維護，控制降失水劑的加量，保持較低的濾液粘度。5、鉆井液優(yōu)化效果：四、成果應用情況①采用了TW600S型早強水泥，提高凝固初期的水泥石強度，為井隊二開贏得時間，共應用47井次，節(jié)約564小時；

②自灌式自鎖膠塞裝置實現(xiàn)下套管過程中自灌漿，減少了下套管過程中灌漿工序，口井節(jié)約時效4小時，累計節(jié)約下套管時間160小時。6、固井新型處理劑及新工具提速效果：四、成果應用情況整體應用效果：魯克沁中區(qū)共完成15口井（直井13口、定向井2口），平均井深2936m，平均鉆井周期20.28天，平均機速16.54m/h，平均月速4343m/臺月。-2.64天13.13%13.10%四、成果應用情況魯克沁西區(qū)共完成11口井（直井8口、定向井3口），平均井深3416m，平均鉆井周期20.85天，平均機速16.29m/h，平均月速4920m/臺月。-17.74天44.93%83.65%四、成果應用情況五、經(jīng)濟效益與社會效益1、經(jīng)濟效益（1）根據(jù)節(jié)約工時類效益計算方法S2=(G0-G1)×C×D-R

=（22.92-20.28）×4.5×15+（38.59-20.85）×4.5×11-82.32

=974.01（萬元）其中：S2－節(jié)約工時所節(jié)約的資金G1－改進后平均鉆井周期